Физические явления

Физические явления отличаются от химических. При физических явлениях не происходит образование новых веществ, а изменяется агрегатное состояние тел, их форма, размеры.

Эти свойства широко используют в различных областях промышленности: пластичность алюминия позволяет вытягивать его в проволоку или выкатывать в фольгу; электропроводность и легкость алюминия используется для изготовления линий электропередач; его сплавы используют в самолетостроении, а неядовитость и пластичность используется при изготовлении посуды.

Многие способы разделения смесей относятся к физическим явлениям. Например, такой способ, как дистилляция, основанный на различных температурах кипения веществ, используется для получения дистиллированной воды, т.е. воды, не содержащей растворенных в ней веществ. Такую очищенную воду используют для приготовления лекарственных средств и в системе охлаждения автомобилей. Посмотрите, как происходит этот процесс: нагреваясь, вода превращается в пар, который проходит через специальное устройство – холодильник, где пары воды конденсируются и на выходе мы получаем жидкость – очищенную воду.

Такой способ как перегонка, используется для разделения природной нефти на отдельные компоненты. Промышленная установка для перегонки нефти состоит из трубчатой печи для нагревания нефти и разделительной, или ректификационной, колонны, где нефть разделяется на фракции (дистилляты). В этой трубчатой печи в виде змеевика расположен длинный трубопровод, печь обогревается горящим мазутом или газом. По трубопроводу подается нефть, где она нагревается до 320 – 350 ⁰С и в виде жидкости и паров поступает в ректификационную колонну. Колонна представляет собой стальной цилиндрический аппарат высотой около 40 м,  имеет внутри несколько десятков горизонтальных перегородок с отверстиями, которые называют тарелками. В этой колонне пары нефти проходят через отверстия в тарелках, постепенно охлаждаются при движении вверх, сжижаются на определенных тарелках в зависимости от температуры кипения и плотности. Углеводороды менее летучие, уже на первых тарелках сжижаются, образуя газойлевую фракцию, более летучие собираются выше, образуя керасиновую фракцию, которые собираются еще выше – лигроиновую фракцию, а наиболее летучие, выходят из колонны в виде паров и образуют бензин. Внизу собирается густая черная жидкость – мазут. Ее используют в качестве топлива и для получения смазочных масел.

Перегонка нефти

Для очистки солей используют такой метод, как кристаллизация. При этом природную соль растворяют в воде, а затем фильтруют. На фильтре остаются частички нерастворенных в воде примесей. Затем соль отделяют методом выпаривания, когда в фарфоровую чашку наливают раствор соли, нагревают его, вода испаряется, а кристаллы соли остаются в фарфоровой чашке.

Такой метод как фильтрование, основан на разной пропускной способности фильтра. При очистке питьевой воды на станциях, фильтром служит слой песка, в пылесосах используются бумажные или матерчатые фильтры, очищая воздух от пыли, в медицине используют многослойные марлевые повязки.

Такой метод, как возгонка, или сублимация, используется для получения чистого йода и серы, когда вещество при нагревании испаряется, а при охлаждении, минуя жидкую фазу, конденсируется в кристаллы. Лед тоже способен к возгонке, потому как мокрое белье на морозе высыхает. Метод возгонки используют для получения «сухого льда», который необходим для хранения продуктов, в частности мороженого.

С помощью метода отстаивания возможно разделения смеси растительного масла и воды, нефти и воды. Эти расслаивающие жидкости отделяют с помощью делительной воронки.

Методом центрифугирования тоже можно разделить смесь на компоненты. Для этого в специальный прибор – центрифугу, помещают пробирки со смесью. После включения прибор раскручивает пробирки и под действием центробежных сил частицы получают различное ускорение и смесь, таким образом, разделяется.

К физическим явлениям относятся следующие процессы: таяние мороженого, сплющивание металла от удара молота, дробление сахара, выплавка металлов и сплавов, испарение воды, таяние льда.

Проведем эксперимент: расплавим парафин в пламени спиртовки. Что же происходит с парафином? Он перешел в жидкое состояние, но изменение состава вещества не произошло. При остывании он опять станет твердым, т.е. произошел переход вещества из твердого в жидкое и наоборот, поэтому это физическое явление.

Растворение марганцовки в воде тоже, с одной стороны является физическим явлением, т.к. объясняется явлением диффузии. Если мы бросим кристалл «марганцовки» в воду, то постепенно она окрасится в фиолетовый цвет. А если мы распылим аэрозоль в виде душистых веществ на горящую лампочку, то капельки веществ, сразу начинают испаряться, т.е. превращаются опять в газ. При этом состав вещества не изменяется. Все эти процессы называют физическими явлениями.